LED结温测试方法研究

论文摘要

发光二极管(LED)由于其节能效率高、寿命长、可靠性高等特点,十分符合当前低碳经济的要求,在许多领域特别是半导体照明领域中得到广泛应用。然而LED器件的热特性检测和散热是一个突出的问题,如何保持LED的结温在允许范围内,使LED始终获得稳定的光输出和维持正常的器件寿命,一直是一个当前急待解决的课题。本文在充分调研大功率LED的结温测量方法基础上,重点研究了LED结温K系数测量方法降低测量噪声的措施以及产生的效果;同时还重点研究了脉冲电流法,该方法通过给被测LED器件注入方波电流脉冲,脉冲的电流幅度与实际额定工作电流相等,分别测量该LED器件在不同温度下的正向电压,获得正向电压与温度的敏感度系数S。因此,在实际应用中,只要直接测量LED在额定工作电流下的正向结电压,利用温度敏感系数就可得到此时LED的结温。文章重点研究了方波电流的脉宽对结温测量精度的影响,通过对12μs、24μs、50μs、100μs、150μs几种脉冲的研究,得出要使脉冲电流对结温的测量影响小于1℃,脉冲宽度控制在几个到十几个μs数量级上。文章还对脉冲电流法用于LED器件热容的测量进行了初步探索。本文在实验论证基础上,提出了脉冲电流式LED的结温测量仪器的雏形结构,希望能为LED的结温测量有所贡献。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 绪论
• 1.1.1 LED的发展历史
• 1.1.2 LED结温与封装
• 1.1.3 结温测量研究现状
• 1.2 选题意义和内容
• 2 大功率LED技术的实现
• 2.1 GAN基LED发光原理及特性
• 2.2 LED的热性能参数
• 2.2.1 LED的结温
• 2.2.2 LED的热阻
• 2.3 白光LED国内外的研究现状
• 2.4 大功率白光LED存在的问题
• 3 LED热特性分析
• 3.1 驱动电流产生的热
• 3.2 结温对LED的主要参数的影响
• 3.2.1 高结温导致的LED永久性老化
• 3.2.2 结温对LED正向电压的影响
• 3.2.3 结温对LED发光波长的影响
• 3.2.4 结温对LED光效的影响
• 3.2.5 结温对LED荧光粉效率的影响
• 4 LED结温测量技术
• 4.1 红外热成像法
• 4.2 光谱法
• 4.3 管脚温度法
• 4.4 蓝白比法
• 4.5 小电流K系数
• 4.6 脉冲电流法
• 4.6.1 脉冲电流法的原理
• 4.6.2 脉冲法测量热容
• 5 小电流K系数法装置测量精度的提高
• 5.1 现实装置的主要问题
• 5.1.1 噪声和阻尼振荡
• 5.1.2 测量基准不一致
• 5.2 解决方案
• 5.2.1 针对噪声和阻尼振荡
• 5.2.2 针对测量基准不一致
• 5.3 改善效果
• 6 脉冲电流法
• 6.1 测量装置简介
• 6.1.1 LM3886的引脚功能
• 6.1.2 LM3886的主要参数和特点
• 6.1.3 可控脉冲电流源电路
• 6.2 测量过程与数据处理
• 6.2.1 结电压与结温的关系
• 6.2.2 脉宽对测量精度的影响
• 6.2.3 结温和热阻计算
• 6.2.4 热容的的计算
• 6.3 脉冲电流法测量结温分析与总结
• 7 总结与展望
• 7.1 本论文所完成的课题内容
• 7.2 课题今后的研究方向
• 参考文献
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果